Modelação dos efeitos viscosos no comportamento de túneis em ...

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vi 4.5.3 Extensão do modelo de estados críticos para a viscoplasticidade ................................. 50 4.5.4 Determinação dos parâmetros do modelo ...................................................................... 52 5. SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA RESPOSTA ESTRUTURAL DE UM TÚNEL ................................ 55 5.1 Introdução .............................................................................................................................. 55 5.2 Simulação numérica e verificação das convergências no terreno provocadas pela escavação de um túnel ....................................................................................................................... 55 5.3 Verificação do modelo de estados críticos para a viscoplasticidade .................................... 58 5.3.1 Simulação numérica para um carregamento edométrico ................................................ 58 5.3.2 Simulação numérica para um carregamento triaxial ....................................................... 59 5.4 Análises numéricas em estado plano de deformação .......................................................... 61 5.4.1 Introdução ........................................................................................................................ 61 5.4.2 Condições iniciais ............................................................................................................ 62 5.4.3 Simulações numéricas para um túnel circular ................................................................. 67 5.4.4 Simulações numéricas para um túnel não circular .......................................................... 72 5.4.5 Efeitos à superfície .......................................................................................................... 79 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ............................................. 83 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................... 85 ANEXO A ............................................................................................................................................... 89
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 – Efeito de arco tridimensional nas proximidades da frente de escavação (adaptado de Eisenstein et al., 1984) ............................................................................................................................ 6 Figura 2.2 – Interacção tridimensional maciço-suporte: a) distribuição das tensões e dos deslocamentos verticais ao longo de um alinhamento longitudinal situada no tecto do túnel; b) correspondente curva de reacção maciço-suporte (adaptado de Eisenstein et al., 1984) ..................... 6 Figura 2.3 – Distribuição de deslocamentos num plano longitudinal vertical contendo o eixo do túnel (Ranken e Ghaboussi, 1975)................................................................................................................... 7 Figura 2.4 – Resposta do maciço com o avanço da frente nos estados de tensão e deformação (Almeida e Sousa, 1998) ......................................................................................................................... 8 Figura 2.5 – Evolução do estado de tensão no espaço s-t para três valores de K0 (tecto/soleira) (Vieira, 2006) ........................................................................................................................................... 9 Figura 2.6 – Evolução do estado de tensão no espaço p-q/2 para três valores de K0 (tecto/soleira) (Vieira, 2006) ......................................................................................................................................... 10 Figura 2.7 – Evolução do estado de tensão no espaço s-t para três valores de K0 (hasteal) (Vieira, 2006) ...................................................................................................................................................... 10 Figura 2.8 – Evolução do estado de tensão no espaço p-q/2 para três valores de K0 (hasteal) (Vieira, 2006) ...................................................................................................................................................... 10 Figura 2.9 – Mecanismos de plastificação do terreno na zona do túnel (adaptado de Wong e Kaiser, 1991) ...................................................................................................................................................... 11 Figura 2.10 – Princípio do método da convergência-confinamento (adaptado de AFTES, 2001) ....... 14 Figura 2.11 – Equilíbrio de forças num elemento infinitesimal de solo no contorno da abertura em condições axissimétricas ....................................................................................................................... 14 Figura 2.12 – Lei de convergência do maciço de comportamento elástico e linear ............................. 16 Figura 2.13 – Zona em regime plástico no contorno de uma cavidade circular ................................... 17 Figura 2.14 – Curva de convergência do maciço respeitando o critério de rotura de Mohr-Coulomb (adaptado de AFTES, 2001) ................................................................................................................. 18 Figura 2.15 – Curva de reacção do suporte (adaptado de AFTES, 2001) ........................................... 20 vii
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